单例无易失性成员

Question

假设我下节课：

public class Singleton{

  private static Singleton _instance; 

  public static Singleton getInstance(){

   if(_instance == null){
         synchronized(Singleton.class){
           if(_instance == null)
           _instance = new Singleton();
         }
   }
   return _instance;
 }

例如，我们有两个线程A和B，它们试图同时执行getInstance()方法。我是否正确地理解了这个过程：

1. 线程A进入getInstance()方法并获取锁；
2. 线程B也进入getInstance()方法并阻塞；
3. 线程A创建新的Singleton()对象并释放锁，现在最后一个_instance变量的值应该对线程B可见吗？或者线程B仍然可以有自己的_instance变量的副本，这与主存(_instance=null)不同步吗？

Answer 1

线程B在同步过程中被阻塞，当它继续执行时，它将看到已更改的字段_instance != null，因此它不会构造字段，而是返回现有的字段。

稍后来的所有其他线程都会看到实例正在设置，甚至不会锁定。

问题:您的代码是不完整的，您需要使用易失性来确保没有经过同步(希望是其中大多数)的线程仍然只看到一个完全发布的单例对象。

Java内存模型只保证初始化最后的字段。对于所有其他人，您需要一个安全发布，这可以通过以下方法实现：

• 通过正确锁定字段交换引用(JLS 17.4.5)
• 使用静态初始化器执行初始化存储(JLS 12.4)
• 通过一个易失性字段(JLS17.4.5)或作为此规则的结果，通过AtomicX类交换引用
• 将值初始化为最终字段(JLS 17.5)。

避免易失性(或原子引用也可以安全地将对象发布到其他线程)的最简单方法是使用正常的对象初始化，这是JVM提供的有效和健壮的单例(但不是惰性)：

class Singleton
{
    private static final Singleton HIGHLANDER = new Singleton();
    private Singleton() { } // not accessible
    public static getSingleton() { return HIGHLANDER; }
}

JDK在内部与“持物”物品一起使用类似的构造来实现相同的简单和健壮的模式，但以一种惰性的方式实现：

class Singleton
{
    private Singleton() { } // not accessible
    private static Class LazyHolder {
        private static final Singleton LAZY_HIGHLANDER = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return LazyHolder.LAZY_HIGHLANDER;
    }
}

这两种方法都不需要volatile变量访问(在DCL情况下需要)或同步(这是由JVM隐式完成的，它通过类锁保护初始化)。

Answer 2

你在这里展示的东西叫做二次检查锁定。

静态变量属于类，而不是线程。两个线程都会看到正确的值，但是编译器可能会优化读取，这样静态变量就不会同时被选中。出于这个原因，关键字。

请注意，在版本5之前的Java版本中，即使使用易失变量，也可能无法正确工作。过去，赋值可以将部分构造的对象分配给变量。现在，构造函数必须返回才能继续分配。这将在任何现代版本的Java中正确工作。

Answer 3

据我所知可能存在两个问题。线程B可能看到也可能看不到最新的值。线程B可能会看到一个部分构造的对象，如果构造函数做了很多事情，JVM决定改变代码的顺序。

使其易失性解决了这两个问题，因为它在关系之前强制执行，并阻止JVM重新排序代码执行，并更新其他线程中的值。